Zn-Mg-Ho ikosaedrinio kvazikristalo elektronograma
kvazikristãlai (lot. quasi – lyg, beveik, tartum + gr. krystallos – ledas), į kristalus panašios kietosios medžiagos, pasižyminčios nors ir tvarkingu, bet kvaziperiodiniu atomų išsidėstymu erdvėje. Kitaip negu kristalai, kvazikristalai neturi transliacinės simetrijos, t. y. nesikartoja paslinkus tam tikrais reguliariais intervalais. Esminis kvazikristalų ypatumas yra jų sukimo simetrija (pvz., gali būti 5, 8, 10 ar kitos eilės sukimo ašys); kristalai gali turėti tik 2, 3, 4 ir 6 eilės sukimo simetriją, t. y. juos sukant pagal tam tikrą ašį tas pats vaizdas kartojasi atitinkamai kas 180°, 120°, 90° ir 60°. Skiriami 2 tipų kvazikristalai: daugiakampiai (dvisieniai), turintys 8, 10 ir 12 eilės vietinės simetrijos ašį (atitinkamai aštuonkampiai, dešimtkampiai ir dvylikakampiai), jie yra periodiniai šios ašies kryptimi ir kvaziperiodiniai statmenose į ją plokštumose; ikosaedriniai (dvidešimtsieniai), jie yra neperiodiniai visomis kryptimis.
Pirmieji kvazikristalai atrasti 20 a. 9 dešimtmečio pradžioje tiriant metalų lydinius, kurių elektronogramose buvo surasta kristalografijoje draudžiama 5 eilės sukimo simetrija (už šį atradimą 2011 D. Šechtmanas gavo Nobelio chemijos premiją). Vėliau buvo atrasta šimtai įvairios sudėties ir turinčių sukimo įvairią simetriją kvazikristalų. Jų rasta daugelyje aliuminio lydinių, tam tikros sudėties pliene, kai kuriuose polimeruose. Nustatyta, kad kvaziperiodinių struktūrų mozaikos buvo žinomos ir naudojamos viduriniųjų amžių statiniuose (Alhambros rūmų ansamblyje Ispanijoje). Šių mozaikų tyrimas padėjo išaiškinti erdvinį atomų išsidėstymą kvazikristaluose. Atsižvelgdama į kvazikristalų tyrimo duomenis Tarptautinė kristalografijos sąjunga 1992 pakeitė kristalo apibrėžtį ir joje patvirtino ne tik periodinio, bet ir neperiodinio atomų išsidėstymo galimybę. Pirmieji atrasti kvazikristalai buvo nepatvarūs, kaitinami virsdavo įprastais kristalais. Vėliau gauti patvarūs kvazikristalai, ištirtos jų mechaninės, elektrinės, optinės ir kitos savybės. Daugelis kvazikristalų yra labai kieti ir trapūs. Tokias jų savybes lemia labai mažas dislokacijų kiekis. Kvazikristalų elektrinis laidumas daug mažesnis negu juos sudarančių metalų ir mažėja didėjant kvazikristalų tobulumui. Kvazikristalai naudojami labai kietam ir tvirtam plienui, tvirtoms ir šilumą izoliuojančioms dangoms gaminti, naujoms medžiagoms, naudojamoms šiluminei energijai paversti elektros energija, kurti ir kitur.
2509